淺談地鐵智能低壓配電柜設計

趙彬　陳慧　郭勁宇　韓晨

摘要：本文圍繞地鐵智能低壓配電柜的控制及運行形式進行了闡述，同時也結合了地鐵智能低壓配電柜的運行特點，相對的提出了地鐵智能低壓配電柜的設計思路。

關鍵詞：地鐵;低壓配電柜;智能

地鐵低壓配電系統所負責的是供電工作，若是根據功能劃分，地鐵低壓配電系統可以分為環控電控部分以及降壓變電所低壓部分。其中，環控電控部分負責的是對各種冷卻水塔、風機等提供電力。而降壓變電所低壓部分則是為車站的各種監控、通信以及自動售檢票等提供電力。從安全的角度來看，地鐵的供電系統有著極高的安全性和可靠性，如果在地鐵站內供電系統出現故障致使站內停電，那么地鐵便無法進行正常運行，同時還會導致交通出現癱瘓，這對于社會人們的日常生活和工作都有著極為嚴重的影響。所以，對于地鐵的低壓配電柜的設計，也有著極高的要求，控制的有效性、供電的可靠性以及維護的便利性等都是地鐵低壓配電柜必須具備的特點[1]。

1低壓配電柜

隨著社會經濟及科技的飛速發展，低壓配電柜的各方面性能也得到了大幅度的提升，同時也在我國的各個領域都進行了廣泛的應用，尤其是電力工業領域中。在最近的幾年，隨著科技的進步，配電柜相關的技術也都得到了發展，同時相關設備也都從傳統型變為了智能型。當下，低壓電器的相關元件也都轉向了智能型，對于數據和通訊也可進行網絡化的管理。此外智能配電柜所采用的也都是智能型的電器元件，同時也在傳統的開關柜上運用了先進的計算機控制技術以及微電子技術等，也就是說多個智能開關柜經由通訊網絡最終形成低壓配電系統，并擁有遙訊、遙調及遙測、遙控這四種功能。其次，用于組成低壓配電柜的結構件，目前也逐漸趨于模塊化，而也正是因為模塊化的應用，使得產品的成本價格不但有效的進行降低，還使對設備開展的維護工作更加的簡單化，從而使后期對產品進行維護的成本也得到了大幅度的降低。再者，低壓配電柜在進行生產的過程中，要進行可靠性及安全性都極高的設計，在此期間，相關技術人員也會對其可靠性及安全性進行試驗檢驗。而且通過對總線技術的合理運用，也可以使配電的質量得到一定的保證，其損耗情況也能得到有效的改善。

2低壓配電柜遙控功能

地鐵系統為使其運行能更加可靠，會應用單母線分段進行運行。通過兩臺配電變壓器，使它們各通過一臺進線開關從而為兩段母線進行供電，而在這兩段母線之間，便需要通過母聯開關對它們進行隔離。在正常運行的過程中，兩臺進線的開關會閉合，而母聯開關便會打開，而這也會使開關之間可以進行聯鎖，這樣不論在什么情況下，兩臺進線開關以及一臺母聯開關都不會出現同步合閘的情況。在開啟遙控模式的過程中，自動化綜合管理系統便會對兩臺進線開關以及一臺母聯開關的分、合情況進行控制，在此期間，該管理系統會結合來自斷路器通訊單元的遙信量，從而對進線開關以及母聯開關下達命令，這樣便可以使進線及母聯開關完成分、合操作。然而，若是進線電源出現故障，從而使開關出現跳閘情況，又或者是在對變壓器進行檢修的過程中室電源失電時，便可經由PLC對其進行監測，并將對應的進線開關進行斷開，這時母聯開關便會自動閉合，而在母線上的冷水機組以及相關開關便會斷開，這樣便可以使另一個點煙開關自動投入，從而恢復供電。在進線電源可以正常運行時，PLC就會相應的下達指令使進線開關自動閉合，母聯開關自動斷開，而母線上的冷水機組以及相關開關便會進行閉合，母線也會重新進行分段的運行，系統也就可以重新進行運行。此外，低壓智能系統結構圖如下圖所示[2]。

3低壓配電柜遙測功能

對于遙測功能，智能低壓配電柜會運用智能的多功能表從而實現。在此期間，冷水機組開關、母聯開關等的多功能表可對其進行測量，并將電流、電壓等參數進行顯示，而對于進線開關，其表不但可以對測量到的參數進行顯示，還可以對諧波參數進行測量和顯示。

4低壓配電柜的遙信

兩臺進線開關以及一臺母聯開關也可以對框架斷路器進行應用，而通過框架斷路器自有的通訊模塊也可以實現遙信，在此期間，通訊模塊可以對故障的信號、斷路器的分、和閘信號等進行傳遞。

此外，兩臺進線開關以及一臺母聯開關、冷水機組開關想要進行聯鎖，也可以通過PLC對其進行遙控來實現。在此過程中，PLC需要對轉換開關遠動信號、控制回路斷線接點等遙信量進行采集。對斷路器的閉合狀態、斷路器故障信號等的母聯柜也要進行采集。只有將這些接電的狀態進行掌握，便可將其輸入到PLC之中，通過PLC便可以對兩臺進線開關以及一臺母聯開關，還有冷水機組開關等是否進行聯動進行控制。

5地鐵智能低壓配電柜設計

首先，對于為車站的所有低壓用電設備進行供電的低壓配電柜，可以設計成封閉式的戶內成套設備。由于地鐵處于地下，其所處的環境也都具有極大的濕度，所以在對此智能低壓配電柜進行設計時，要為其配置加熱器以及濕度、溫度控制器，這樣便可以智能低壓配電柜的溫度、濕度以及通風進行有效的調節，從而可以防止智能低壓配電柜受到潮濕環境的影響而出現故障，并導致其無法進行正常的運行。

其次，地下車站的負荷一般都較多，而土建面積還較小，所以在對饋線柜的寬度進行選擇的過程中，要根據實際情況選擇合適規格的配電柜體。此外，低壓配電柜可以分成三部分，分別是水平母線區、功能單元區以及零線、主線和地線。而通信電纜，它擁有自己的專用通道，而隨著低壓配電柜各部分的配合操作，也會使遙控、遙測等功能的可靠性更強。

結束語：

地鐵智能低壓配電柜的設計產品，目前已經在我國的某些城市的地鐵工程中進行了應用。而其控制系統、運行方式以及各功能模塊也都在現場進行了調試，隨之便正式開始運行。此外，通過對相關參數的合理采集，兩臺進線開關以及一臺母聯開關，還有冷水機組及相關開關也可以進行正常聯鎖和控制，這樣也可以使低壓配電柜趨于智能化。

參考文獻：

[1]李銀慧.淺談低壓配電柜的智能化設計[J].城市建筑，2016，（14）：339，342.

[2]李姿，張偉.數字化低壓配電柜的設計與研究[J].工業設計，2017，（3）：188.